速效硫肥对冬小麦产量、品质和经济效益的影响

为了解速效硫肥在华北冬小麦上的应用效果,分别在山东泰安和河北沧州进行田间试验,研究速效硫肥(Rapid Release Sulphur,RRS)对小麦籽粒产量、蛋白质含量、含硫量和经济效益的影响。试验设不施硫对照(0 kg/hm2)、低量硫磺粉(30 kg/hm2),高量硫磺粉(60 kg/hm2)、低量速效硫肥(30 kg/hm2)和高量速效硫肥(60 kg/hm2)5个处理。结果表明,在供试土壤有效硫含量较高的条件下,施硫可增加小麦籽粒产量,并受到硫肥种类和施用量的影响;速效硫肥增产幅度高于普通硫磺粉处理,高量速效硫肥处理增产最为显著,在泰安和沧州试验点分别增产8.3%和10.1%。小麦籽粒含硫量随硫肥施用有增加趋势,但只有沧州试验点的高量施硫处理表现显著,不同硫肥种类间无显著差异。速效硫肥施用能显著提高泰安点小麦的籽粒蛋白含量,低量速效硫肥处理显著高于低量硫磺粉处理,但在沧州点表现不明显。施用硫肥提高了小麦的生产效益,两试验点均以速效硫肥增效优于普通硫磺;综合比较,泰安点小麦以高量速效硫肥处理增效最高（增加收入1369元/hm2,产投比为10.5）,沧州点小麦以低量速效硫肥增效最高（增加收入1111元/hm2,产投比为16.4）。合理施用速效硫肥能实现在增加小麦产量的同时稳定或提高小麦籽粒品质,增加小麦生产效益。     

氮肥与硫肥施用对相同HMW-GS组分春小麦产量与品质的影响

黑龙江是中国重要的强筋春小麦产区,虽然培育出了多个优质强筋麦品种,但是如何通过合理的施肥技术等保证小麦品质已成为黑龙江小麦生产的重要问题。为此,笔者在相同HMW-GS背景下研究了氮肥与硫肥施用对小麦产量与品质的影响。试验分设4个施肥处理（未施肥、单施纯硫50kg／hm^2、单施纯氮150kg／hm^2、纯硫50kg／hm^2＋纯氮150kg／hm^2）。结果表明：不同小麦品种（系）在不同的施肥处理下,小麦的千粒重、容重和产量都发生了显著变化,单施硫肥、氮肥以及二者混合施用提高了小麦的籽粒产量,尤以硫肥与氮肥混合处理的效果最好。氮肥与硫肥的不同处理对小麦籽粒的蛋白质、湿面筋含量以及沉降值都有明显影响。施硫肥、氮肥以及2种肥料混施提高了上述品质指标。综合研究表明,在3种处理方式上。氮肥与硫肥混合施用对产量和品质指标的影响最大。因此,生产上在提高氮肥用量的同时,可通过增施硫肥,以达到小麦高产优质目的。     

硫肥对中筋小麦产量和加工品质的调控效应

以2个不同穗型的中筋高产小麦品种豫农949和兰考矮早八为材料,于2005-2007年通过2种氮水平的大田试验研究了施硫对小麦籽粒产量和加工品质指标的影响。结果表明,2个品种在2种氮水平下施硫提高了籽粒产量及其构成因素,豫农949施硫增产效果显著优于兰考矮早八,表明施用硫肥应考虑品种间差异。增施硫肥对2个品种的加工品质性状也有重要影响,施硫降低了淀粉的直/支比,提高了面团的拉伸面积和延伸度等面粉的拉伸参数,从而改善了面团流变学特性。此外,施硫处理还提高了面粉的亮度(L*值),改善了面粉的感官指标。综合比较氮硫施用对小麦产量和品质的调控效应以及投入成本,高产麦田以240 kg N hm^-2配施60 kg S hm^-2可起到提高籽粒产量、改善籽粒品质和节约成本的作用。因此,补充硫素营养已成为获取更高小麦籽粒产量和改善其加工品质的迫切措施之一,尤其是在中国一些高氮供应地区更应该如此。     

氮素水平对藁城8901和山农1391籽粒品质的调控效应

选用强筋小麦品种藁城8901（GC8901）和弱筋小麦品种山农1391（SN1391）,在池栽条件下,分别施纯氮12、24和36 g m^-2,研究了氮素水平对小麦籽粒品质的影响。结果表明,氮素水平对2个类型小麦品种籽粒淀粉、蛋白质性状和加工品质有较大影响。与12 g m^-2处理相比,24 g m^-2处理明显提高籽粒支链淀粉含量,降低直链淀粉含量和直支比,促进淀粉积累,改善淀粉的糊化特性。当氮素水平增加至36 g m^-2时,籽粒的支链淀粉含量降低,直链淀粉含量提高,淀粉积累量降低。随氮素水平提高,GC8901籽粒清蛋白、球蛋白、谷蛋白、总蛋白含量和蛋白质产量提高,而醇溶蛋白含量降低。SN1391以24 g m^-2处理的醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量最低;随氮素水平提高球蛋白含量提高,而清蛋白含量降低。适量施氮能提高籽粒硬度,但过量施氮则使其降低。籽粒容重随氮素水平提高而降低。增施氮肥能提高GC8901面粉白度,但SN1391以12 g m^-2处理最高,24 g m^-2处理最低。氮素水平从12 g m^-2增加到24 g m^-2,GC8901面筋含量、质量提高,面团形成时间、稳定时间、拉伸面积和延伸度增加,这有利于提高强筋专用品质;SN1391面团形成时间和稳定时间显著降低,筋力变弱,拉伸面积减小,弱筋专用品质得以改善。当氮素水平增加至36 g m^-2时,2个品种加工品质有变劣的趋势。研究表明,改变淀粉、蛋白质及其各组分含量,是氮素水平影响小麦加工品质的重要途径。     

高产条件下施氮量对冬小麦氮素吸收分配利用的影响

通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm²时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm²增至240 kg/hm²,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105～240 kg/hm²时,氮肥当季回收率为36.22%～50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm²处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150～195 kg/hm²可供生产中参考。     

水氮耦合对济麦20籽粒蛋白质组分及品质的影响

在高肥条件下,研究了不同水氮组合对强筋小麦品种济麦20籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质组分和籽粒品质的影响。结果表明影响小麦籽粒品质的主导因素是灌水。相同施氮水平下,各灌水处理的籽粒蛋白质含量、单体蛋白含量均显著低于不灌水处理,但不同灌水处理间无显著差异。随灌水次数增加,不溶性谷蛋白(高分子量谷蛋白)含量呈下降趋势,可溶性谷蛋白(低分子量谷蛋白)含量呈上升趋势,谷蛋白聚合指数（不溶性谷蛋白含量/谷蛋白总量）降低,粉质仪参数（面团稳定时间和形成时间）也相应降低,表明灌水次数增加导致籽粒品质变劣的主要原因是不溶性谷蛋白积累减少。施氮168 kg/hm²条件下,氮肥拔节期全量追施处理的籽粒产量不降低,而其籽粒品质显著优于分次施肥处理（50%基施、50%拔节期追施）,且与240 kg N/hm²分次施用处理差异不显著。因此,在高产水平下,氮肥全量追施可作为兼顾籽粒产量和品质的推荐运筹模式。     

磷肥种类对弱筋小麦产量和品质的影响

在缺磷土壤（速效磷含量低于6.37 mg/kg）上研究不同磷肥种类对弱筋小麦籽粒产量及品质的影响.结果表明：施用不同种类磷肥均能提高籽粒产量;不同磷肥品种间以复合肥增产效果最高,过磷酸钙最低;不同磷肥处理的籽粒蛋白质含量均符合国家标准（GB/T17893-1999）.不同磷肥对弱筋小麦的营养品质和加工品质有显著的调节作用,以施用复合肥对弱筋小麦提高产量和改善品质效果最佳.     

硫对不同氮水平下小麦旗叶氮硫同化关键酶活性及产量的影响

在大田条件下,以豫麦34为试材,研究了2个施氮水平（330和240 kg .hm^-2）下施用纯硫0、60、100 kg.hm^-2对小麦旗叶氮、硫同化关键酶活性及其产量的影响。结果表明,两种氮素水平下施硫对小麦旗叶中硝酸还原酶（NR）、谷胺酰氨合成酶（GS）、谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性均有影响。高氮水平下随施硫量的增加NR活性降低,GS活性提高,GPT活性在灌浆中期也表现出与GS活性相同的趋势,中氮水平下表现为随施硫量的增加NR活性提高,GS活性S60处理显著高于其他处理,GPT活性不同施硫处理间差异不明显。表明高氮条件下施硫抑制了NR活性,但提高了GS、GPT活性,中氮条件下施硫提高了NR和GS活性。两种氮素水平下乙酰丝氨酸水解酶（OASS）活性均随施硫量的增加而降低,尤其高氮和低硫条件下OASS活性升高。两种施氮水平下干物质积累量均随施硫量的增加而提高。氮和氮硫互作对籽粒产量的影响达到显著水平,硫对籽粒产量的影响达到极显著水平,两种氮素水平下均随施硫量的增加而提高,N330水平显著低于N240水平,N330水平下S100和S60 与对照相比达显著水平,N240水平下,施硫处理籽粒产量均显著高于对照。两种氮素水平下施硫处理千粒重均较对照显著提高,但穗数和穗粒数差异不显著,无论何种施氮水平下,千粒重提高是产量增加的主要原因。     

施氮量对强筋小麦品种济麦20氮硫积累与再分配及籽粒品质的影响

为了探讨施氮量对小麦籽粒加工品质调控的生理基础,选用强筋品种济麦20,在山东省龙口市前诸留村和中村(在中村进行了连续两年定位试验),研究了田间高产条件下,小麦氮与硫积累和再分配与籽粒品质的关系及施氮量对其调控的效应。结果表明,随施氮量由0增加至195~204 kg hm^-2,开花期营养器官中氮和硫的积累量及开花后吸收分配至籽粒的氮量和硫量增加,开花后各营养器官中的氮向籽粒的再分配量及叶片和穗轴+颖壳中的硫向籽粒的再分配量增加,籽粒中氮和硫含量提高,氮、硫含量比（N/S比）由16.38~16.98降至14.22~14.48,谷蛋白含量比例提高,籽粒品质改善;施氮量为276~285 kg hm^-2时,植株氮积累量无显著变化,茎秆+叶鞘中氮转移量减少,残留量增多,抑制了硫向籽粒的转移,导致籽粒硫积累量和含量降低,N/S比升高至15.20~15.27,谷蛋白含量占总蛋白质含量的比例减少,籽粒品质下降。说明施氮量影响了植株氮、硫积累量及向籽粒再分配的数量,调节了籽粒氮和硫含量及N/S比,导致籽粒蛋白质组分比例的差异,进而影响了籽粒的加工品质。使品质改善的适宜籽粒N/S比为14.22~15.27。兼顾高产和优质的适宜施氮量为195~204 kg hm^-2。     

松土促根剂对土壤质地、冬小麦产量和淀粉糊化特性的影响

为了解决近年来华北地区麦田因多年旋耕导致土壤耕层过浅、土壤质地变差、小麦根系发育不良以及小麦产量品质降低等问题,在平衡配方施肥的基础上,通过田间试验研究了Agri-star松土促根剂对土壤质地及小麦产量和淀粉糊化特性的影响。结果表明,施用松土促根剂和土壤深耕处理均可起到降低土壤容重,增加单位体积小麦根系质量,改善土壤理化性状的作用。此外,施用松土促根剂能够提高冬小麦成穗数和穗粒数,进而起到提高小麦籽粒产量的效果,其中以1号松土促根剂+配方肥处理籽粒产量最高,平均达7 925 kg/hm2,较单施配方肥处理增产12.9%。研究还发现,施用配方肥、添加松土促根剂或者进行土壤深耕处理能够改善小麦籽粒淀粉品质,同样也以1号松土促根剂+配方肥处理效果最好。综合比较分析,在当前华北地区免耕、旋耕麦田,应用Agri-star松土促根剂可以改善土壤质地,提高小麦产量和改善小麦籽粒淀粉品质,具有广阔的应用前景。     

硫肥对两个不同穗型冬小麦品种光合特性及产量的影响

在大田土壤有效硫含量15.8 mg.kg^-1试验条件下，研究了不同硫肥处理对冬小麦多穗型品种豫麦49和大穗型品种豫麦66光合特性和产量的影响。结果表明，60 kg.hm^-2纯硫基施或基施与拔节期追施各50%处理与对照相比，提高了群体光合速率（CAP）、旗叶蒸腾速率（T_r），同时提高了叶片叶绿素（Chl）含量，尤其显著地提高了旗叶净光合速率（P_n），延缓了灌浆后期P_n的下降。施硫处理产量显著高于对照，以60 kg.hm^-2纯硫分基施与拔节期追施各50%处理效果最好。两品种光合特性和产量对不同硫肥处理的反应表现出差异，施硫对豫麦66旗叶光合速率的影响大于豫麦49。纯硫120 kg.hm^-2处理的光合特性指标和产量低于其他硫肥处理。据此，作者对两种穗型冬小麦品种合理施用硫肥的技术措施提出了建议。     

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

采用花前¹⁴C-同位素标记旗叶的方法, 研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及¹⁴C同化物积累、分配的影响。结果表明, 冬小麦成熟期¹⁴C-同化物主要分配在茎鞘中, 其分配率为44.31%~60.96%; 其次在籽粒中, 分配率为31.81%~40.67%; 其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198, 表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对¹⁴C-同化物分配率有影响, 在施氮量36 g m^-2处理的茎鞘中分配率下降, 而籽粒中的分配率增加, 表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程, 光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降, 在籽粒中的分配率逐渐增加, 表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运, 65.06%来自开花后同化量, 但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36 g m^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降, 但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加; 其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%, 表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36 g m^-2处理高于18 g m^-2处理, 并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种, 表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。     

不同种类硫肥对冬小麦光合性能和子粒产量性状的影响

为明确不同种类硫肥对小麦光合性能等性状的影响，进行了3种硫肥效果的比较研究。施用硫肥的处理都表现为旗叶光合速率提高，旗叶和倒三叶及各生育时期顶部功能叶的叶绿素含量提高，旗叶硝酸还原酶活性增强，且子粒产量及产量构成因素有所提高。在对提高光合速率、叶绿素含量和产量构成因素的效果上以石膏的效果最明显，硫酸铵次之，硫磺的效果最差，而在提高硝酸还原酶活性上却依次为硫酸铵、硫磺和石膏。     

氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种籽粒灌浆及淀粉特性的影响

在大田高产栽培条件下,研究了不同施氮水平对大穗型品种兰考矮早八和多穗型品种豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉特性的影响。结果表明:2种穗型冬小麦品种灌浆期间籽粒干物质积累及灌浆速率均随灌浆进程推进呈增加的趋势。氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种的籽粒灌浆及淀粉特性影响效应不同,大穗型品种兰考矮早八以N3处理(270 kg/hm2)的干物质积累量及灌浆速率最大,而多穗型品种豫麦49-198则随施氮量的增加而有下降的趋势,但各处理间差异不显著。随施氮量的增加,大穗型品种兰考矮早八淀粉粘度参数均呈增加的趋势,且以N3处理的值最大,并且各处理之间的差异均达显著水平;多穗型品种豫麦49-198的糊化参数也随施氮量的增加呈增加的趋势,峰值粘度和低谷粘度均以N2处理(180 kg/hm2)的值较高,但各处理间差异不明显。     

山东省粮食生产与化肥施用状况研究

对山东省建国以来的粮食作物产量与施肥状况进行了探讨,结果表明:建国以来,山东省粮食产量和化肥用量都在逐步增加,化肥与粮食单产之间呈显著正相关,但20世纪90年代粮食产量呈现下降的趋势,而化肥用量仍然增加,化肥的增产效率逐年降低;同时作为山东省主要粮食作物的小麦、玉米的产量呈现与粮食相同的趋势,通过对山东省几个地区的调查结果来看,小麦、玉米施肥量处于较高水平,且地区间施肥量、氮磷钾肥的施用比例以及化肥在两种作物上的分配比例差异较大。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。     

秸秆还田与氮肥配施对‘周麦22’灌浆速率及产量的影响

为了能使玉米秸秆粉碎还田更好地被利用于农业生产,以‘周麦22’为试验材料,研究在玉米秸秆还田与氮肥配施对‘周麦22’灌浆速率及产量的影响。结果表明,灌浆速率总体遵循“慢—快—慢”的变化规律,最大灌浆速率和平均灌浆速率均以秸秆还田+氮肥240 kg/hm2为最大值,秸秆还田+氮肥195 kg/hm2+精制鸡粪1500 kg/hm2次之。‘周麦22’产量、千粒重以及穗数均在秸秆还田+氮肥240 kg/hm2处理下最高,分别为8661.8 kg/hm2、50.2 g、630.9万/hm2,比秸秆还田+氮肥150 kg/hm2分别提高12.6%、12.0%、9.7%;穗粒数最多的则是秸秆还田+氮肥195 kg/hm2+精制鸡粪1500 kg/hm2,为34.8粒/穗,比秸秆还田+氮肥150 kg/hm2增多10.6%。‘周麦22’主要生育期总茎数均以秸秆还田+氮肥240 kg/hm2为最高;成穗率则是秸秆还田+氮肥195 kg/hm2+精制鸡粪1500 kg/hm2为最大值,但与其他处理间无显著差异。这说明秸秆还田与氮肥配施对‘周麦22’灌浆速率及产量有显著的影响,且在秸秆还田+氮肥240 kg/hm2处理下可以实现二者的高效配合。